高中物理 牛顿运动定律 第5节 牛顿第三定律、超重和失重学案 新人教版必修1.doc

第5节 牛顿第三定律、超重和失重 知识梳理1.牛顿第三定律(1).作用力和反作用力一定是同种性质的力，而平衡力不一定； (2)作用力和反作用力作用在两个物体上，而一对平衡力作用在一个物体上(3)作用力和反作用力同时产生、同时变化、同时消失；而对于一对平衡力，其中一个力变化不一定引起另外一个力变化两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等，方向相反，作用在一条直线上，公式可写为。 作用力与反作用力的二力平衡的区别内容作用力和反作用力二力平衡受力物体作用在两个相互作用的物体上作用在同一物体上依赖关系同时产生，同时消失相互依存，不可单独存在无依赖关系，撤除一个、另一个可依然存在，只是不再平衡叠加性两力作用效果不可抵消，不可叠加，不可求合力两力运动效果可相互抵消，可叠加，可求合力，合力为零；形变效果不能抵消力的性质一定是同性质的力可以是同性质的力也可以不是同性质的力2.超重和失重超重现象是指：ng或 tg； 加速度a向上； 失重现象是指：gn或 gt； 加速度a向下； 完全失重是指：t=0或n=0； 加速度a向下；大小a= g3.力学基本单位制：（在国际制单位中）基本单位和导出单位构成单位制. a：长度的单位米； b：时间的单位秒； c：质量的单位千克4.牛顿运动定律只适应于宏观低速，且只适应于惯性参照系。 例题评析【例15】弹簧下端挂一个质量m=1kg的物体，弹簧拉着物体在下列各种情况下，弹簧的示数：(g=10m/s2) （1）、弹簧秤以5m/s的速度匀速上升或下降时，示数为 。 （2）、弹簧秤以5m/s2的加速度匀加速上升时，示数为 。 （3）、弹簧秤以5m/s2的加速度匀加速下降时，示数为 。 （4）、弹簧秤以5m/s2的加速度匀减速上升时，示数为 。 （5）、弹簧秤以5m/s2的加速度匀减速下降时，示数为 。【分析与解答】(1)10n (2)15n (3)5n (4)5n (5)15n【例16】如图所示，浸在液体中的小球固定在轻弹簧的一端，弹簧另一端固定在容器底部，已知小球密度，液体密度为1(fcfg，ff【解析】电扇转动时，对空气产生向下的力，则电扇受到向上的力f，电扇静止时，重力与拉力平衡，则fg；电扇转动时，三力平衡，即gff，可知ff.【答案】c3对于牛顿第三定律的理解，下列说法正确的是()a当作用力产生后，再产生反作用力；当作用力消失后，反作用力才慢慢消失b弹力和摩擦力都有反作用力，而重力无反作用力c甲物体对乙物体的作用力是弹力，乙物体对甲物体的反作用力可以是摩擦力d作用力和反作用力，这两个力在任何情况下都不会平衡【解析】根据牛顿第三定律知，两个物体之间的相互作用力，大小相等，方向相反，性质相同，同时产生，同时消失，故可判定a、b、c错误，d正确【答案】d4.如右图所示，物体a静止于水平地面上，下列说法中正确的是()a物体对地面的压力和受到的重力是一对平衡力b物体对地面的压力和地面对物体的支持力是一对作用力和反作用力c物体受到的重力和地面支持力是一对平衡力d物体受到的重力和地面支持力是一对作用力和反作用力【解析】物体对地面的压力和受到的重力虽然等大同向，但不是一对平衡力；物体对地面的压力和地面对物体的支持力是一对作用力和反作用力；物体受到的重力和地面支持力是一对平衡力【答案】bc5下列说法正确的是()a苹果从树上掉下来，若不计空气阻力，它只是受力物体，不会成为施力物体b质量较大的物体a与质量较小的物体b相互作用时，a对b的作用力等于b对a的作用力c运动的物体a撞击静止的物体b，a对b的作用力大于b对a的作用力d磁铁a吸引小铁钉b时，a对b的吸引力大于b对a的吸引力【解析】受力物体同时也是施力物体，a不正确作用力与反作用力必等大反向，与物体的质量大小、运动状态没有关系，故c、d不正确【答案】b6跳高运动员从地面上起跳的瞬间，下列说法正确的有()a运动员对地面的压力大小等于运动员受到的重力b地面对运动员的支持力大于运动员受到的重力c地面对运动员的支持力大于运动员对地面的压力d运动员与地球作用过程中只有一对作用力与反作用力作用【解析】运动员起跳瞬间受力如右图所示，运动员要跳起，则地面对运动员的支持力fn将大于运动员本身的重力mg，运动员对地面的压力fn与地面对人的支持力fn是作用力与反作用力的关系，两力大小相等，故选b，排除a、c.运动员在与地球作用过程中，除了地面对人的支持力fn和人对地面的压力fn是一对作用力与反作用力之外，人和地球也相互作用，人的重力和人对地球的吸引力也是一对作用力与反作用力，故d也错误误选a、c的原因在于不能正确分析运动员所受作用力与反作用力之间的关系，把同一方向上的力认为是同一个力，错选d的原因在于误认为重力没有反作用力【答案】b7一个物体受绳的拉力作用由静止开始前进，先做加速运动，然后改做匀速运动，再改做减速运动，则下列说法中正确的是()a加速前进时，绳拉物体的力大于物体拉绳的力b减速前进时，绳拉物体的力小于物体拉绳的力c只有匀速前进时，绳拉物体的力与物体拉绳的力大小才相等d不管物体如何前进，绳拉物体的力与物体拉绳的力大小总相等【解析】本题主要考查作用力与反作用力的大小关系绳拉物体的力与物体拉绳的力是一对作用力与反作用力，不管物体间的相互作用力性质如何，物体的运动状态如何，物体间的相互作用都应遵循牛顿第三定律，即作用力和反作用力总是大小相等、方向相反、作用在同一条直线上故选d.【答案】d8如右图所示，将两弹簧测力计a、b连结在一起，当用力缓慢拉a弹簧测力计时，发现不管拉力f多大，a、b两弹簧测力计的示数总是相等，这个实验说明()a这是两只完全相同的弹簧测力计b弹力的大小与弹簧的形变量成正比c作用力与反作用力大小相等、方向相反d力是改变物体运动状态的原因【解析】实验中两弹簧测力计的拉力互为作用力与反作用力，它们一定大小相等、方向相反，选项c正确【答案】c9用计算机辅助实验系统做验证牛顿第三定律的实验，点击实验菜单中“力的相互作用”如下图甲所示，把两个力探头的挂钩钩在一起，向相反方向拉动，观察显示器屏幕上出现的结果如下图乙所示观察分析两个力传感器的相互作用力随时间变化的曲线，可以得到以下实验结论()a作用力与反作用力时刻相同b作用力与反作用力作用在同一物体上c作用力与反作用力大小相等d作用力与反作用力方向相反【答案】cd10一质量为m的人站在电梯中，电梯加速上升，加速度大小为g，g为重力加速度求人对电梯底部的压力大小【解析】以人为研究对象，电梯对人的支持力为fn，则由牛顿第二定律得fnmgma，把ag代入得fnmg，由于人对电梯底部的压力fn与fn互为相互作用力，由牛顿第三定律得：fnfnmg.【答案】mg11如右图所示，两物体a、b受的重力分别为200 n和150 n，定滑轮光滑，各物体均处于静止，试求：(1)物体a对地面的压力fn；(2)弹簧产生的弹力【解析】(1)由于物体b处于静止状态，对绳拉力大小为ftb150 n，物体a受到向上的拉力ftb150 n，重力ga200 n，支持力fn，由于a处于平衡状态，则满足gaftbfn0.所以fngaftb200 n150 n50 n.由牛顿第三定律可知，物体a对地面的压力fn50 n.(2)由于弹簧受到b物体的拉力，而ftb150 n，弹簧处于静止状态，弹簧产生的弹力为150 n.【答案】(1)50 n(2)150 n12.在水平面上放置着一块木板，一质量m=2.0 kg 的木块自木板的左端起以某一初速度向右滑动，如右图所示木块与木块间的动摩擦因数=0.2，木块滑动时木板始终静止，问地面对木板的摩擦力是多少大？方向如何？【解析】木块向右滑动时，会受到向左的摩擦力ff，其大小ff=fn=mg=0.22.09.8 n=3.92 n.则木块对木板施加一个反作用力ff，方向水平向右，大小也为3.92 n.因木板始终处于静止，则可知地面对木板必施加一个向左的静摩擦力f，f与ff为一对平衡力，f=3.92 n，方向向左【答案】3.92 n方向向左13、如图所示，直升机由地面起飞过程的v-t图象，试（1）计算直升机能达到的最大高度。（2）25秒时飞机所在的高度；（3）若直升机的质量为2103，不计空气阻力，则 飞机在0-5秒内所受的升力飞机在10秒末所受的升力飞机在20秒末所受的升力14、如图，倾角为的斜面与水平面间、斜面与质量为m的木块间的动摩擦因数均为，木块由静止开始沿斜面加速下滑时斜面始终保持静止。求：（1）水平面给斜面的摩擦力大小和方向。（2）水平面给斜面的支持力大小和方向。解析：整体法：以斜面和木块整体为研究对象， fn=mg+mg(cos+sin)sin15、如图所示，在箱内倾角为的固定光滑斜面上用平行于斜面的细线固定一质量为m的木块。求：箱以加速度a匀加速上升，线对木块的拉力f1和斜面对木块的压力f2各多大？箱以加速度a向左匀加速运动时，线对木块的